Slimme combiwand deelt real-time informatie

Omdat de containervolumes in de Rotterdamse haven de komende jaren naar verwachting sterk blijven toenemen, wordt de kade in de Prinses Amaliahaven verlengd. De aanleg van nieuwe diepzee- en binnenvaartkades stelt overslagbedrijven in staat om de nog braakliggende terreinen rond dit deel van de haven verder te ontwikkelen. Om het gedrag van de kadeconstructie zowel tijdens de installatiefase als in de exploitatiefase te kunnen monitoren, maakt het Havenbedrijf Rotterdam gebruik van een ‘slimme’ combiwand die geleverd is door ArcelorMittal Projects.

ArcelorMittal is een bekende naam in het havengebied. “In het verleden hebben wij in samenwerking met Havenbedrijf Rotterdam het moederbestek beoordeeld op haalbaarheid waarin we onze jarenlange ervaring hebben meegenomen. Hierin staan de kwaliteitseisen opgesteld waaraan het staal voor de combiwanden moet voldoen”, begint Patrick Mulders van ArcelorMittal. “We zijn dus bekend met alle eisen en hebben standaard kwaliteitsdocumenten opgesteld zoals ITP’s (Inspectie en Test Plan), een kwaliteitsplan en meetrapporten. Zo worden er aanvullende eisen gesteld aan onder andere de rechtheid van de buizen en is er een aanvullend testregime dat inzet van voorraadbuizen mogelijk maakt. Steekproefsgewijs wordt met slotverklikkersystemen geverifieerd of de damwanden inderdaad in het slot zijn gebleven.”

De nieuwe diepzee- en binnenvaartkades zijn ontworpen als een combiwand: buizen met sloten en tussenplanken. “Gezien de lengte van 2,4 kilometer aan nieuwe kademuur gaat het om enorme hoeveelheden”, aldus Mulders. ArcelorMittal levert 15.000 ton aan buismateriaal en 5.000 ton aan damwandplanken. “Als ArcelorMittal Projects hebben we ons kunnen confirmeren aan de zeer uitdagende planning van het project middels een combinatie van onze voorraadbuizen en nieuw geproduceerde buizen. Al het staal is vanuit de productielocaties per schip getransporteerd naar een speciaal daarvoor ingerichte loskade in de Prinses Amaliahaven.”

Los van de omvang heeft dit project nog een andere bijzonderheid. Een vijftal buispalen is namelijk uitgevoerd met een monitoringssysteem. “Het systeem bestaat uit een aan weerszijden verlijmde glasvezelkabel over de volledige lengte van de buispaal. Tevens is er een referentiekabel voor temperatuurmetingen aangebracht”, legt Mulders uit. “Hieroverheen is een stalen beschermkoker geplaatst, zodat het systeem niet kan beschadigen tijdens transport en installatie op de bouwplaats. Met dit systeem is het havenbedrijf in staat om de rek in de buispaal te monitoren en tegelijk de temperatuurinvloeden eruit te filteren. Het biedt inzicht in hoe zwaar de paal belast wordt en of er vervorming optreedt. Enerzijds kun je er het ontwerpmodel mee toetsen, anderzijds ook de conditie van de constructie door de tijd heen. Meer belasting op de constructie (fysiek waarneembaar of door corrosie) zie je terug in de resultaten van de glasvezel.”

Het monitoringssysteem is op het terrein van ArcelorMittal uitvoerig getest. Mulders: “Alle vijf de buispalen zijn getoetst op de werking en vergeleken met de predicties. Allereerst zijn er nulmetingen uitgevoerd door de buispalen op H-balken te plaatsen voor een belastingsloze oplegging. Vervolgens zijn ze verder getest door de belasting op de buis door middel van een vijzel in verschillende stappen op te bouwen. Op die manier konden we de doorbuiging en de belasting in de buis meten.” Als back-up systeem zijn de vijf buispalen voorzien van twee additionele beschermkokers. Mocht er tijdens installatie iets misgaan, dan kunnen er nadien nieuwe glasvezelkabels aangebracht worden middels groutinjectie. Inmiddels is de hele combiwand succesvol geïnstalleerd, waaronder dus ook de vijf buispalen met het monitoringssysteem verdeeld over de 2,4 kilometer lange kade.

Het concept van de slimme combiwand in de Prinses Amaliahaven sluit naadloos aan bij het onlangs geïntroduceerde SmartSheetPile concept van ArcelorMittal. “Al naar gelang de vraag vanuit de opdrachtgever kunnen we een projectspecifieke invulling geven aan het concept”, zegt Mulders. “Met behulp van sensoren worden allerlei parameters in beeld gebracht, zowel tijdens installatie als gedurende de exploitatiefase van de damwand. Denk bijvoorbeeld aan het meten van rek en vervormingen, maar ook het monitoren van corrosie gedurende de levensduur. Tevens is het mogelijk om stootbelastingen en scheefstand waar te nemen. Data worden real-time gemonitord en naar een online dashboard verzonden. Het doel is om nog meer grip te krijgen op het gedrag en de prestaties van de stalen constructies. Het kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe modellen, nieuwe rekenmethodieken en uiteindelijk tot optimalisaties van het staalgebruik.”